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unreal engine：虚拟现实(vr)与增强现实(ar)开发教程
基础概念与环境搭建
unreal engine简介与vr/ar开发的重要性
unreal engine, 由epic games开发, 是一个先进的游戏引擎, 也广泛应用于虚拟现实(vr)和增强现实(ar)的开发中。它提供了强大的渲染能力、物理模拟、动画系统以及直观的编辑工具，使得开发者能够创建出沉浸感极强的vr和ar体验。unreal engine的蓝图系统和c++支持，让不同技能水平的开发者都能参与到项目中来。
vr与ar的区别与应用领域
- vr (虚拟现实)：用户完全沉浸在虚拟环境中，与现实世界隔离。常用于游戏、培训、医疗和娱乐等领域。
- ar (增强现实)：在现实世界的视图上叠加虚拟信息，增强用户对现实世界的感知。广泛应用于教育、零售、工业和广告等行业。
unreal engine安装与配置
- 下载unreal engine：访问unreal engine官方网站，注册并下载最新版本的unreal engine。
- 安装：运行下载的安装程序，选择所需的组件进行安装，如c++源代码、额外的插件等。
- 配置：安装完成后，打开unreal engine launcher，确保你的项目设置中包含了vr或ar支持的平台，如oculus rift、htc vive或arkit等。
vr/ar开发硬件需求
- vr：高性能的pc或游戏主机，vr头显如oculus rift、htc vive等，以及相应的手柄或追踪设备。
- ar：支持arkit或arcore的移动设备，如iphone或android手机。
创建第一个vr/ar项目
步骤1：创建新项目
打开unreal engine launcher，点击“创建项目”，选择“虚拟现实”或“增强现实”模板，然后点击“创建项目”。
步骤2：配置项目
在项目设置中，确保选择了正确的vr或ar平台。例如，对于ar项目，选择ios或android平台，并启用arkit或arcore支持。
步骤3：添加内容
使用unreal engine的编辑器，添加3d模型、纹理和动画到你的场景中。对于vr，你可能需要创建一个虚拟环境；对于ar，你可能需要添加与现实世界互动的虚拟对象。
步骤4：编写脚本
使用unreal engine的蓝图系统或c++编写脚本来控制游戏逻辑和用户交互。以下是一个使用蓝图创建简单vr交互的示例：
// c++示例：创建一个简单的vr交互脚本
#include "coreminimal.h"
#include "gameframework/actor.h"
#include "components/staticmeshcomponent.h"
#include "components/boxcomponent.h"
#include "kismet/gameplaystatics.h"
aactor* spawnactor(fvector location, frotator rotation)
{
// 使用蓝图或c++创建一个actor
static constructorhelpers::fobjectfinder<ustaticmesh> spheremesh(text("/game/basicshapes/sphere"));
if (spheremesh.succeeded())
{
aactor* newactor = getworld()->spawnactor<aactor>(sphereactorclass, location, rotation);
ustaticmeshcomponent* meshcomponent = newactor->findcomponentbyclass<ustaticmeshcomponent>();
if (meshcomponent)
{
meshcomponent->setstaticmesh(spheremesh.object);
}
return newactor;
}
return nullptr;
}
步骤5：测试与调试
在unreal engine中，你可以直接在编辑器中预览vr或ar体验。对于ar，你还可以在移动设备上进行测试，确保虚拟对象正确地与现实世界对齐。
步骤6：发布项目
最后，使用unreal engine的发布工具将你的项目导出为vr或ar平台可运行的格式，如oculus store、steamvr或app store等。
通过以上步骤，你将能够创建出自己的vr或ar项目，无论是游戏、教育应用还是企业级解决方案，unreal engine都能提供所需的技术支持和工具。接下来，你可以深入学习unreal engine的高级功能，如光照烘焙、粒子系统和网络编程，以进一步提升你的项目质量。
虚拟现实(vr)开发入门
理解vr设备输入与输出
在虚拟现实开发中，理解vr设备的输入与输出至关重要。输入通常包括头盔追踪、手柄追踪、以及可能的语音输入。输出则主要通过头盔的双目显示和立体声效来实现。
头盔追踪
头盔追踪提供了头部位置和方向的数据，这对于渲染正确的视角至关重要。unreal engine通过其内置的vr支持，可以自动处理来自不同vr头盔的输入数据。
手柄追踪
手柄追踪允许用户在虚拟环境中进行交互，如抓取物体、触发事件等。unreal engine提供了蓝图节点和c++ api来处理手柄的输入。
语音输入
虽然不是所有vr设备都支持，但一些高端设备如oculus rift和htc vive提供了语音输入功能，这可以通过unreal engine的语音识别插件来实现。
设置vr视角与控制器
在unreal engine中设置vr视角和控制器，需要确保游戏内容能够正确响应vr设备的输入。
视角设置
视角设置主要涉及将相机绑定到vr头盔上，确保玩家的视角能够随着头部的移动而变化。在unreal engine中，这可以通过在蓝图中使用“vr head tracking”节点来实现。
// c++示例：设置vr视角
#include "headmounteddisplayfunctionlibrary.h"
void amyvrgamemode::beginplay()
{
super::beginplay();
// 获取vr头盔设备
uheadmounteddisplay* hmd = gengine->hmddevice.get();
if (hmd)
{
// 设置相机为vr头盔的视角
aplayercontroller* pc = ugameplaystatics::getplayercontroller(getworld(), 0);
if (pc)
{
pc->setviewtargetwithblend(pc->getpawn()->findcomponentbyclass<ucameracomponent>(), 0.5f);
}
}
}
控制器设置
控制器设置涉及将游戏中的交互绑定到vr手柄上。unreal engine提供了蓝图节点和c++ api来处理手柄的输入。
// c++示例：检测vr手柄输入
#include "inputdevicefunctionlibrary.h"
void amyvrcharacter::tick(float deltatime)
{
super::tick(deltatime);
// 检测vr手柄输入
uinputdevicefunctionlibrary::getcontrollerorientationandposition(0, controllerorientation, controllerposition);
}
实现基本的vr交互
实现基本的vr交互，如抓取物体、触发事件等，是vr开发的核心部分。
抓取物体
在unreal engine中，可以通过蓝图节点或c++代码来实现物体的抓取。
// c++示例：实现物体抓取
void amyvrcharacter::ongrippressed()
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